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1、,许锦标,广东工业大学自动化学院,楼宇智能化技术,第7章 授课重点（6学时）,BAS对象环境、功能要求和技术基础 当前主流BAS系统结构 现场总线 BACnet协议 本章的重点和难点是在理解BAS系统构成的基础上，结合以前所学的各门专业知识（检测技术、控制原理和电气控制技术），完成BAS设计。,楼宇自动化系统是楼宇智能化的基础,楼宇自动化系统(BAS，Building Automation System)是楼宇智能化的基础 BAS是针对建筑机电设备，检测其运行参数、控制其运行状态，自动调节相关设备，使其始终运行于最佳状态; 自动监测并处理诸如停电、火灾、地震等意外事件; 自动实现对电力、供热、
2、供水等能源的使用、调节与管理，从而保障工作或居住环境既安全可靠，又节约能源，而且舒适宜人。,BAS的对象环境,(1)电力供应系统(高压配电、变电、低压配电、应急发电); (2)照明系统(工作照明、事故照明、艺术照明、障碍灯等特殊照明); (3)环境控制系统(空调及冷热源、通风环境监测与控制、给水、排水、卫生设备、污水处理); (4)消防系统(火灾自动检测与报警、自动灭火、排烟、联动控制、紧急广播); (5)安防系统(防盗报警、视频监控、出入口控制、电子巡更); (6)交通运输系统(电梯、电动扶梯、停车场、车队); (7)广播系统(背景音乐、事故广播、紧急广播) 。,BAS有广义BAS和狭义BA
3、S之分,广义BAS包括了安防与消防系统，狭义BAS是除了安防与消防系统之外的建筑设备监控系统,在实际工程建设及管理中，安防工程和消防工程通常都是单独招标建设的，其后期的运行管理分别隶属不同的政府职能部门（安防系统归公安治安管理，消防系统归武警消防管理）,BAS的功能要求,(1)具有对建筑机电设备测量、监视和控制功能，确保各类设备系统运行稳定、安全和可靠并达到节能和环保的管理要求。 (2)采用集散式控制系统 (FCS，DCS ) 。 (3)具有对建筑物环境参数的监测功能。 (4)满足对建筑物的物业管理需要。 (5)具有良好的人机交互界面及采用中文操作界面。 (6)共享所需的公共安全等相关系统的数
4、据信息等资源。,BAS的功能可从四个方面来描述,设备控制自动化 (1)变配电及应急发电设备测控 (2)照明设备测控 (3)通风空调设备测控 (4)给排水设备测控 (5)电梯设备测控 (6)停车场管理与控制 防灾自动化 (1)智能消防系统 (2)智能安防系统 (3)防灾系统,设备管理自动化 (1)水、电、煤气等使用计量和收费管理。 (2)设备运转状态记录及维护、检修的预告。 (3)定期通知设备维护及开列设备保养工作单。 (4)设备的档案管理。 (5)会议室、停车场等场所使用的预约申请、管理 能源管理自动化 是在不影响用户舒适性的原则下,利用传感技术和先进的运转控制技术对设备实行效率化的运转管理，
5、以节省无谓的能源消耗。,BAS的难点,这些设备多而散 多，即数量多，被控制、监视、测量的对象多，多达上千点到上万点;物理量的种类多。 散，即这些设备分散在各个楼层和角落。 楼宇自动化系统(BAS)将各个控制子系统集成为一个综合系统，其核心技术是集散控制系统 。,集散控制系统,集散型计算机控制系统又名分布式计算机控制系统，简称集散控制系统(Distributed Control System,DCS)，是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种新型控制技术。集散控制系统的核心思想是分散控制,集中管理。,集散控制系统的多层金字塔结构,集散控制系统,集散控制系统的组成,网络集
6、成控制系统,DCS和FCS的结构对比,BAS是一个集成的系统,由于BAS所面临的监控对象的复杂性,目前全球范围内没有一个厂商能够提供所有的软硬件产品。这就事实上形成各自为阵、占山为王、相互争夺地盘的竞争事态,最终导致BAS的产品没有一个统一的标准:信息不能共享，不能互联互通联动。解决这个问题的方法就是系统集成技术。,BAS是一个集成的系统,通过系统集成，最终将不同厂家、不同协议标准的产品组织在一个大系统中，实现信息互联互通，达到控制联动、信息共享的目标。所以说，BAS是一个集成的系统,集散型BAS的结构,单层网络结构,工作站直接与现场控制设备相连； 两层网络结构,上层网络与现场控制总线两层，两
7、层网络之间通过通信控制器连接； 三层网络结构,在上层网络与现场控制总线之间增加了一层中间层控制网络，解决由于末端分布范围较广形成的复杂联动控制问题。,单层网络结构,（1）整个系统的网络配置、集中操作、管理及决策等全部由工作站承担。 （2）控制功能分散在各类现场控制器及智能传感器、智能执行机构之中。 （3）同一条现场控制总线上所挂接的现场设备之间可以通过点对点或主从的方式直接进行通信，而不同的总线的设备直接通信必须通过工作站的中转。,EIB/KNX家居智能控制系统,两层网络结构,现场设备通过现场控制网络互相连接；操作员站（工作站、服务器）采用局域网中比较成熟的以太网等技术构建；现场控制网络和以太
8、网等上层网络之间通过通信控制器实现协议转换、路由选择等。两层网络结构是目前BAS产品的主流。,HONEYWELL WEBs 楼宇自控系统结构图,柏斯顿IBS-5000楼宇自控系统结构图,SBC思博S-Web 楼宇自控系统结构图,西门子PXC系列楼宇自控系统结构图,浙大中控OptiSYS楼控系统架构图,三层网络结构,现场大型通用控制设备采用中间层控制网络实现互联。中间层控制网络和以太网等上层网络之间通过通信控制器实现协议转换、路由选择等。三层网络结构适用于监控点相对分散、联动功能复杂的BAS系统。,西门子APOGEE楼宇自动化系统结构,集散型BAS的设计方法,按楼宇建筑层面组织集散型BAS系统（
9、先结构后功能划分子系统） 按楼宇设备功能组织集散型BAS系统 （先功能后结构划分子系统） 混合型的集散型BAS系统,按楼宇建筑层面组织的集散型BAS系统方案,(1) 布线设计及施工比较简单,子系统(区域)的控制功能设置比较灵活,调试工作相对独立。 (2)整个系统的可靠性较好,子系统失灵不会波及整个楼宇系统。 (3)设备投资增大,尤其是高层楼宇。 (4)较适合商用的多功能楼宇。,按设备功能组织的集散型BAS系统,系统的组态,组态 Configuration,就是用应用软件中提供的工具、方法、完成工程中某一具体任务的过程。与硬件生产相对照，组态与组装类似。 在组态概念出现之前，要实现某一任务，都是
10、通过编写程序来实现的。人机界面生成软件就叫工控组态软件。 用组态软件提供的工具来形成自己的作品，并以数据文件保存作品，而不是执行程序。组态形成的数据只有其制造工具或其他专用工具才能识别。 工控组态形成的组态结果是用在实时监控的。组态工具的解释引擎，要根据这些组态结果实时运行。,组态画面,组态软件,Wonderware公司的InTouch Intellution公司的iFIX Siemens公司的WinCC 组态王 华富计算机公司的Controx2000 大庆三维公司的ForceControl（力控）,清华同方组态支持,Honeywell的组态软件,BAS设计步骤,1.技术需求分析 2.确定各功
11、能子系统的控制方案 3.确定系统监控点及监控设备 4.统计汇总控制设备（传感器、控制器）清单,对选配的控制设备、软件进行列表统计与汇总。 5.绘制各种被控设备的控制原理图,绘制出整个设备BAS施工平面图及系统图。 6.采用组态软件完成系统、画面及控制组态和软件设计。,某市博览中心的BAS结构方案,组合式空调器监控原理图,某市博览中心的BAS监控点表,某市博览中心的BAS监控点表,BAS技术发展展望,在控制网络标准方面，现场总线和工业以太网还要竞争、共存。单层网络结构的全数字工业以太网的集散系统是发展方向。 基于OPC的BAS系统集成技术只是一种“软网关”，在BACnet还未强势应用前，可能是最
12、佳选择。,美国霍尼韦尔（Honeywell） http:/ 美国江森自控（JOHNSON） http:/ 德国西门子楼宇自控（SIEMENS） http:/ 美国埃施朗（Echelon） http:/ 英维思（Invensys） http:/ 美国奥莱斯（ALC） http:/ 加拿大Delta Controls http:/ T.A.C http:/ 美国 KMC http:/www.kmc- 美国艾顿（ALERTON） http:/ 美国 ASI http:/ 澳大利亚韦博自控 （Spheresystems） http:/ 加拿大可信自控（Reliable Controls） http:/ 北京利达楼控 Leader Controls http:/ 浙江浙大中控（SUPCON） http:/ 北京海湾控股（GST） http:/ 同方数字城市节能技术公司 http:/,复习与思考题,为什么说集散控制系统是BAS的优选方案? 简述集散型BAS系统的几种方案. BAS设计原则及步骤是什么？试举例说明,
